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红外热成像技术由于其成像具有独特特点,即可以全天候工作,能穿透云雾,能识别伪装等,得到各国的广泛关注和大力发展。
本研究针对红外热成像系统中的数据显示、传输和处理部分展开.首先详细分析和设计了基于FPGA(Field Programmable Gate Array)的红外图像传输和显示系统,采用Spartan-3ADSP系列FPGA作为整个系统的控制核心。该系统划分为图像采集模块、图像存储控制模块、USB传输模块、图像增强模块以及LCD显示驱动模块,并采用Verilog HDL编程实现。
方案中的USB接口采用Cypress EZ_USB FX2系列芯片,USB固件编程是设计的核心,利用EZ-USBFX2固件框架来简化设计难度和加快开发速度。在FPGA的逻辑接口设计中,采用FIFO核(FIFO Core)资源来设计逻辑接口的缓存,顺利解决了和USB通讯的速率匹配问题,使PC机和FPGA的通信更加灵活。
同时,针对常用的分段线性变换、直方图均衡化和平台直方图均衡化对前端红外图像增强效果不理想,结合本系统的前端红外图像特点,提出一种改进的基于直方图的线性增强算法,该算法的关键点在于确定变换的上下阈值。阈值的计算由探测器坏像元的数目和直方图峰值的起止点的灰度值共同确定,可以满足自适应的要求。进一步的,本文提出了天空和地面同时出现在图像中时的图像增强方法:首先使用Otsu法找到阈值分割双峰,再分别对单个峰进行线性增强.将上述算法在FPGA平台上进行硬件实现,图像经过处理后,视觉效果明显改善,对比度增强,图像目标清晰,达到了本文的研究目的。